Δοκιμή παλμών κεραυνού μετασχηματιστή ισχύος 15 MVA

1. Εισαγωγή

Η δοκιμή παλμών κεραυνού είναι μια υποχρεωτική δοκιμή διηλεκτρικού τύπου και ρουτίνας που αποδεικνύει ότι ένας μετασχηματιστής ισχύος μπορεί να αντέξει τις απότομες, υψηλού μεγέθους υπερτάσεις που προκαλούνται από κεραυνούς και λειτουργίες μεταγωγής σε ένα εναέριο σύστημα μετάδοσης. Για έναν μετασχηματιστή ισχύος 15 MVA, το σύστημα μόνωσης πρέπει να επαληθευτεί ως προς το καθορισμένο βασικό επίπεδο παλμών (BIL), το οποίο για αυτήν τη μονάδα είναι η κορυφή 170 kV. Αυτό το άρθρο περιγράφει τη ρύθμιση δοκιμής, την εφαρμοσμένη κυματομορφή, την ερμηνεία των εγγεγραμμένων παλμογράφων και τα κριτήρια αποδοχής που χρησιμοποιούνται για την επιβεβαίωση της ακεραιότητας της μόνωσης περιέλιξης.

2. Ονομασία μετασχηματιστή και τάσεις δοκιμής

Η υπό δοκιμή συσκευή είναι ένας τριφασικός μετασχηματιστής βυθιζόμενος σε λάδι, με ψύξη ONAN. Τα βασικά δεδομένα πινακίδας και οι σχετικές τάσεις δοκιμής διηλεκτρικού συνοψίζονται παρακάτω. Το 170 kV BIL εφαρμόζεται ως κεραυνός παλμού πλήρους κύματος, ενώ οι τιμές παλμού μεταγωγής και αντοχής ισχύος-συχνότητας επιβεβαιώνουν τον συνολικό συντονισμό μόνωσης.

Πίνακας 1 - Ονομαστική πινακίδα και διηλεκτρικές τάσεις δοκιμής για τον μετασχηματιστή 15 MVA.

3. Αντικειμενικά και εφαρμοστέα πρότυπα

Ο στόχος είναι να αποδειχθεί ότι η μόνωση του μετασχηματιστή μπορεί να αντέξει το καθορισμένο BIL χωρίς βλάβη και να ανιχνεύσει οποιαδήποτε εσωτερική αδυναμία μόνωσης. Η δοκιμή πραγματοποιείται σύμφωνα με το IEC 60076-3 (Μετασχηματιστές ισχύος - Επίπεδα μόνωσης, διηλεκτρικές δοκιμές) και το IEC 60060-1 (Τεχνικές δοκιμών υψηλής τάσης). Ένα ψηφιακό σύστημα μέτρησης παλμών καταγράφει την τάση και το μεταβατικό ρεύμα μέσω του ουδέτερου, παράγοντας τα παλμογράμματα που χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση.

4. Δοκιμή εγκατάστασης και κυκλώματος

Ο παλμός παράγεται από μια γεννήτρια Marx πολλαπλών σταδίων 600 kV / 20 kJ και εφαρμόζεται στον ακροδέκτη υψηλής τάσης (HV). Ο ουδέτερος γειώνεται μέσω διακλάδωσης ρεύματος χαμηλής επαγωγής και η περιέλιξη LV βραχυκυκλώνεται και γειώνεται. Ένας διαιρέτης τάσης με απόσβεση χωρητικότητας μεταδίδει το σήμα τάσης στην ψηφιακή συσκευή εγγραφής. Η βασική διάταξη είναι:

Γεννήτρια παλμών: Μαρξ 8 σταδίων, αντιστάσεις διαμόρφωσης μετώπου κύματος που παράγουν τυπικό κύμα 1,2/50 µs.

Διαιρέτης τάσης: διαχωριστής με απόσβεση χωρητικότητας, βαθμονομημένος σύμφωνα με το IEC 60060-2.

Μέτρηση ρεύματος: διακλάδωση χαμηλής επαγωγής στο ουδέτερο για εγγραφή μεταβατικού ρεύματος.

Εγγραφή: ψηφιακή συσκευή εγγραφής, ρυθμός δειγματοληψίας Μεγαλύτερο ή ίσο με 100 MS/s, για ακριβή λήψη στο front-time.

Ακολουθία: ένα βαθμονομημένο κύμα, μετά τρία πλήρη κύματα στα 170 kV, αρνητική πολικότητα.

5. Παλμική κυματομορφή και παράμετροι

Η τυπική κεραυνική ώθηση έχει εικονικό χρόνο πρόσοψης 1,2 µs και χρόνο έως μισή τιμή 50 µs (που ορίζεται ως 1,2/50 µs). Τα καταγεγραμμένα παλμογράμματα πρέπει να αναλυθούν ως προς την τιμή κορυφής, τον χρόνο πρόσοψης και τον χρόνο έως τη μισή τιμή. Αποκλίσεις όπως υπέρβαση, ταλάντωση ή παραμορφωμένο ουραίο κύμα μπορεί να υποδηλώνουν συντονισμό περιέλιξης ή μερική βλάβη.

Μέγιστη τιμή: 170 kV ± 3 % επιτρεπόμενη ανοχή.

Χρόνος εμπρός T1: 1,2 µs ± 30 %.

Χρόνος έως τη μισή τιμή T2: 50 µs ± 20 %.

Πολικότητα: αρνητική (όπως καθορίζεται από το πρότυπο).

6. Ερμηνεία των παλμογράφων

Τα παλμογράμματα είναι η κύρια απόδειξη της ακεραιότητας της μόνωσης. Ένας υγιής μετασχηματιστής παράγει ένα ομαλό, μονής κορυφής κύμα τάσης και ένα αντίστοιχο ίχνος ουδέτερου ρεύματος που αποτελείται από μια απότομη αρχική χωρητική ακίδα που ακολουθείται από χαμηλές ταλαντώσεις σε αποσύνθεση. Η σύγκριση γίνεται με ένα κύμα αναφοράς μειωμένης τάσης (συνήθως 50–75 % του πλήρους BIL). Αξιολογούνται οι ακόλουθες υπογραφές:

*Κανονική εγγραφή - αμετάβλητο σχήμα κύματος από την αναφορά. καμία απότομη κατάρρευση τάσης.

*Βλάβη μόνωσης περιέλιξης - ξαφνική πτώση τάσης ή κομμένο κύμα που ακολουθείται από υψηλό παρατεταμένο ρεύμα.

*Μερική εκφόρτιση / σφάλμα στροφής - παραμόρφωση της ουράς και αυξημένη ταλάντωση υψηλής συχνότητας.

*Μετατόπιση ή απόσβεση κύματος - πιθανό σφάλμα σύνθετης αντίστασης σειράς ή διακλάδωσης. απαιτεί έρευνα.

7. Κριτήρια Αποδοχής

Η δοκιμή θεωρείται επιτυχής όταν και τα τρία πλήρη κύματα στα 170 kV δεν δείχνουν καμία ένδειξη βλάβης. Τα τρέχοντα παλμογράμματα πρέπει να έχουν το ίδιο σχήμα με την εγγραφή αναφοράς εκτός από την αναμενόμενη κλίμακα πλάτους. Οποιαδήποτε αλλαγή που υπερβαίνει την ανοχή θορύβου, είτε στην τάση είτε στο ίχνος ρεύματος, απαιτεί επανάληψη της δοκιμής και, εάν επιβεβαιωθεί, εσωτερική επιθεώρηση της περιέλιξης.

Η δοκιμή παλμών κεραυνού σε BIL 170 kV παρέχει μια αποφασιστική επαλήθευση της αντοχής μόνωσης του μετασχηματιστή 15 MVA. Συνδυάζοντας τον αυστηρό έλεγχο κυματομορφής με την προσεκτική ανάλυση των καταγεγραμμένων παλμογράφων, οι κατασκευαστές και οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας μπορούν να επιβεβαιώσουν ότι ο μετασχηματιστής θα αντέξει αξιόπιστα τις υπερτάσεις κεραυνών σε λειτουργία και θα ικανοποιήσει τις απαιτήσεις του IEC 60076-3.